Vlastní vodivost

Vlastní vodivost

Shockleyho model

Závislost odporu na teplotě

Vodivost N

Model

Vodivost P

Model

Přechod PN: polovodičová dioda

Přechod PN

Přechod PN

Přechod PN

VA charakteristika diody

1. Usměrňování

• Hrotová dioda

• Plošná dioda

Usměrňování

• Jednocestné• Dvojcestné – Grätzův můstek

2. stabilizace obvodů – Zenerova dioda

Stabilizace obvodů

• Zenerova dioda

3. Řízení odporu

• Dioda PIN

3. Řízení odporu• Dioda PIN

Užívá se v oblasti centimetrových vln jako řízený odpor nebo spínač. Skládá se ze dvou silně legovaných oblastí P+ a N+ a oblasti vlastního (intrinzického) polovodiče I. Pro funkci diody je rozhodující vlastnost vrstvy I. Přiloží-li se na PIN diodu napětí v přímém směru, dojde k injekci nosičů do obou konců oblasti I a její odpor se zmenšuje v závislosti na procházejícím proudu. Vzhledem ke značné časové konstantě rekombinace (asi 1 μs) a velké době potřebné k extrakci těchto nosičů z vrstvy I nestačí se při vyšších kmitočtech oblast I vyprázdnit v průběhu záporné půlperiody. Proto se při harmonickém průběhu vf. napětí ustálí střední hodnota nosičů v oblasti I a dioda z vysokofrekvenčního hlediska představuje nízkou impedanci, ve velkém rozsahu nezávislou na přenášeném výkonu. Při závěrně polarizované PIN diodě dojde k odčerpání náboje z objemu vrstvy I a vytvoří se oblast prostorového náboje (tloušťka závisí na přiloženém napětí). Dioda se chová jako kondenzátor, jehož hodnota klesá. Přivedeme-li vf. napětí, nestačí se vrstva I v průběhu kladné půlperiody zaplnit nosiči a dioda vykazuje vysokou impedanci s malou závislostí na přivedeném výkonu.

4. Diody s optickými vlastnostmi

• LED dioda

4. Diody s optickými vlastnostmi

• Fotodioda

Bipolární tranzistor

Bipolární tranzistor

• Střední část krystalu je báze B a přechody PN ji oddělují od oblastí s opačným typem vodivosti – kolektoru C a emitoru E.

• V praxi bývá plocha kolektoru podstatně větší, než plocha emitoru, dotace emitoru příměsemi bývá vyšší a dotace kolektoru nižší.

Zapojení se společnou bází

Zapojení se společnou bází

Zapojení se společným emitorem

Unipolární tranzistor (řízený polem)

MOSFET (metal-oxid-semiconductor-field-effect-transistor)

Unipolární tranzistor (řízený polem)

MOSFET (metal-oxid-semiconductor-field-effect-transistor)

Tyristor